溜池に流入する土石流の挙動解明ならびに廃止溜池を活用した治水技術の確立

阐明泥石流流入水库的行为并建立利用废弃水库的防洪技术

• 批准号: 21H02306
• 负责人: 澤田 豊
• 金额: $ 10.9万
• 依托单位: Kobe University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
• 财政年份: 2021
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2021-04-01 至 2024-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-21H02306/
• 关键词: ため池; 豪雨; 土石流; 模型実験; 数値解析; ため池の廃止

本研究は廃止するため池を治水施設として利用する方法を確立するため，土石流がため池内に流入した際の挙動ならびに堤体への衝突荷重を明らかにするものである．令和４年度には，実際の条件に近いため池貯水部を再現する目的で新たな実験水路および模型を作製した．前年度からの変更点として，貯水部の幅を拡大するとともに，流入傾斜部の勾配を45度から30度に緩くした．さらに前年度の直壁模型から斜面模型に変えるとともに，土石流の模擬材料として従来のセラミックビーズに加え，流木を模擬するため丸棒を使用した．実験では，斜面上部から模擬材料を流下させ，堤体模型に作用する圧力，水圧およびビーズの越流重量を計測した．また，貯水池内での土石流挙動や水位変化を観察するため，高速度カメラで撮影した．実験結果より，貯水により，堤体への衝撃が緩和され，土砂の越流量が抑制されることが示された．一方，貯水位に対して土石流の規模が大きい場合，貯水位の約2.5倍の孤立波が発生する可能性が示された．上記実験ケースに加え，令和４年度には，廃止ため池を模擬するため，堤体をV字に開削した模型を対象とした実験を行った．基礎地盤まで開削した条件に加え，堤体を底上げした条件での実験を実施した．その結果，開削部の底上げにより，堤体への衝撃は増加するが下流への土砂流出を抑制できることが明らかとなった．また，開削された堤体上流側の貯水は，流木の流出抑制という面で効果は認められるものの，土砂の流出範囲の拡大や越水の可能性が示された．上記土石流実験に加え，令和３年度に実施した基本実験を対象に3次元数値シミュレーションを実施した．その結果，土石流の流下および貯水池内への流入，流入後の移動の一連のプロセスを計算できたものの，流入後の移動距離について，実験と異なる結果となり，解析パラメータおよび条件の見直しの必要性が示された．

这项研究将建立一种使用储层作为洪水控制设施废除的方法，并阐明碎屑流入水库以及对埋葬体的撞击负载时的行为。在2022年，创建了新的实验水道和模型来重现接近实​​际条件的储层。作为与上一年相比的变化，储水区的宽度已经扩大，流入坡度的斜率已从45°降低到30°。此外，除了从前一年的直壁模型更改为坡度模型外，我们还使用圆条来模拟浮木以及常规的陶瓷珠，作为模拟碎屑流的材料。在实验中，模拟材料从坡度的顶部流下，并测量了作用在路堤模型上的珠子的压力，水压和溢流重量。此外，为了观察碎屑流的行为以及水库内的水位变化，还使用高速相机拍摄了相机。实验结果表明，储能减少了对埋葬体的影响并抑制沉积物的溢出。另一方面，结果表明，如果碎屑流的大小相对于储水水平较大，则可能导致孤立的波浪大约是储水水平的2.5倍。除上述实验病例外，在2022年，还针对将V形埋葬体切开的模型进行了实验，以模拟废除的储层。除了清除基础地面的条件外，在升高基座的条件下进行了实验。结果，揭示了开放区域的底部提升会增加对埋葬体的影响，但可以抑制下游的沉积物流出。此外，尽管已经观察到山脊体上游的储水剂抑制了浮木径流，但已显示出扩展土壤面积和溢出的可能性。除了上述碎屑流实验外，还对2021年进行的基本实验进行了三维数值模拟。结果，尽管我们能够计算出一系列碎屑流的过程，以使流入储藏中的碎屑流动，并在流动距离之后进行分析，但在流行距离之后的结果有所不同，需要分析的距离，该距离的范围是在流行距离的情况下，并在流行距离上进行了分析。

项目成果

ため池貯水池内に流入する土石流の挙動特性に関する実験的検討

泥石流入库行为特征试验研究

• 发表时间: 2023
• 作者: 園田悠介，松本赳，辻本琴音，長友陽奈，澤田豊

廃止ため池に流入する土石流の挙動特性に関する実験的検討

泥石流流入废弃水库行为特征试验研究

• 发表时间: 2023
• 作者: 辻本琴音，園田悠介，松本 赳，澤田 豊

神戸大学大学院農学研究科土地環境学研究室HP

神户大学研究生院农业土地环境研究实验室 HP

貯留水に流入する粒状体の流動性に関する一考察

颗粒流入蓄水中的流动性研究

• 发表时间: 2022
• 作者: Aoyagi Masaki;Nishimura Naoko;Okano Yoshitaka;園田悠介，松本赳，澤田豊
• 通讯作者: 園田悠介，松本赳，澤田豊

貯留状態のため池に流入する土石流に関する基礎的実験

泥石流流入水库基础实验

• 发表时间: 2022
• 作者: Rathnappriya R. H. K.;Sakai Kazuhito;Okamoto Ken;Kimura Sho;Haraguchi Tomokazu;Nakandakari Tamotsu;Setouchi Hideki;Bandara W. B. M. A. C.;園田悠介，松本赳，井上優佑，澤田豊，河端俊典
• 通讯作者: 園田悠介，松本赳，井上優佑，澤田豊，河端俊典